Разведзащищенность функционирования пакетной радиосети УКВ диапазона

Ведение противником интенсивной радио- и радиотехнической разведки (РРТР) является одним из эффективных способов обеспечения боевой деятельности своих войск и направлено на своевременное вскрытие противостоящей группировки, ее дислокации и боевых возможностей. Данные РРТР позволяют осуществить целенаправленное планирование войск, подготовку и эффективное применение средств радиоэлектронной борьбы.

Для адекватного анализа разведзащищеннос-ти УКВ пакетной радиосети (ПРС) должны быть приняты во внимание следующие ее оперативнотехнические особенности:

• -    установки пакетной радиосети (УПРС) имеют интерактивный (случайный) трафик излучения коротких пакетов с интенсивностью 0,1...1 пакетов за окно, в режиме случайного многостанционного доступа к выделенному для сети частотному ресурсу (моноканалу) [1];

• -    для передачи используются радиосигналы со скоростью передачи информации: 1,2; 9,6; 16; 19,2 Кбит/с;

• -    установки пакетной радиосвязи (УПР) используются с выходной мощностью от 100 до 1000 Вт, антенны высотой до 25 м с круговой диаграммой направленности;

• -    доставка информации осуществляется по маршруту, определяемому радиодоступностью станций

и загрузкой транзитных станций с промежуточной задержкой пакетов [1].

По условиям распространения УКВ радиоволн наиболее вероятным является ведение воздушной и космической РРТР. Максимальное время проведения составляет не более 4 часов. При высоте полета воздушных постов разведки 8…10 км условия прямой видимости объектов ПРС выполняются на удалениях до 400 км. Такое взаимное размещение наземной сети и постов разведки позволяет противнику осуществлять прием сигналов, излучаемых одновременно станциями сети в районе дислокации. Очевидно, что ввиду применения в ПРС режима случайного доступа к моноканалу, на входе разведприемника в диапазоне рабочих частот ПРС будут наблюдаться налагающиеся во времени сигналы. Распознавание таких сигналов, на основании теории потоков, возможно методами частотно-временной селекции, с использованием оптимального энергетического приемника, работающего по критерию Неймана-Пирсона.

Разведзащищенность функционирования ПРС может быть оценена с помощью частных вероятностно-временных и обобщенных показателей. К частным показателям относятся:

• -    вероятность правильного энергетического обнаружения сигнала – Р _пэо ;

• -    время правильного энергетического обнаружения сигнала – Т _пэо .

Эти показатели характеризуют возможности противника по обнаружению излучения УПР при условии выполнения им задачи частотно– временной селекции излучения пакета одной УПР в диапазоне частот проведения РРТР, который принимается равным диапазону частот функционирования ПРС 30–108 МГц.

К обобщенным показателям разведзащищен-ности ПРС относятся:

• -    время обнаружения УПР – Т _упр (время, необходимое для частотно-временной селекции излучения пакета одной УПР), при достижимых вероятностно-временных характеристиках энергетического обнаружения;

• -    время вскрытия ПРС – Т _прс (время, необходимое для вскрытия места излучения всех функционирующих УПР ПРС), при достижимом уровне времени обнаружения УПР за время проведения РРТР;

• -    вероятность вскрытия ПРС – Р _прс (вероятность вскрытия всех УПР ПРС за время проведения разведки РРТР).

2. Используемый математический

аппарат

Существуют различные математические аппараты предназначенные для оценки помехозащищенности пакетной передачи информации в комплексах связи, один из которых представлен в [2]. Он основан на теоретико-игровой оптимизации стратегий источников помех с ограниченной мощностью и средств пакетных радиосетей и не позволяет оценивать разведзащищенность с помощью частных вероятностно-временных и обобщенных показателей. Для этого предлагается использовать следующий математический аппарат.

Вероятность правильного энергетического обнаружения сигнала, оптимальным энергетическим приемником по критерию Неймана-Пирсона при фиксированной вероятности ложной тревоги – Р _лт = 10 ^-3 определяется с помощью следующего соотношения:

Т пэо

2

ВС

пэо

ВСN

1+ 2Рс ВСN0

где В – база сигнала, Р _с – мощность сигнала на входе энергетического приемника, С – скорость передачи информации, N 0 – спектральная плотность мощности шумов, Р _s – – мощность сигнала передатчика в условиях размещения УПР, Ф и Ф ^–1 – прямая и обратная функции интеграла вероятности.

Для определения значения P _s используется модель расчета основных потерь распространения радиоволн [3] в условиях, соответствующих оцениваемой помеховой обстановки.

Время правильного энергетического обнаружения сигнала при фиксированной вероятности Р пэо = 0 , 999 определяется при помощи асимптотического выражения

Ф-1Рпэо 1+2Q

Q-

Ф

-

лт

Q

где Q=2P c /BCN o .

Средняя интенсивность излучения пак/сек УПР определяется с помощью следующего соот-

ношения:

Inc^^C/S

где I _по – средняя интенсивность излучения пак/ окно, S – длинa пакета в битах.

Вероятность временного контакта при одной работающей УПР:

Р 1 = ( ( S/C ) - Т пэо ) 1 пс .              ⁽⁴⁾

Вероятность временного контакта с излучением только одной УПР при одновременной работе всех УПР ПPC:

P NP exp ( ( N - 1 ) ln ( 1 - P 1 ) ) , (5) где n – количество УПР в ПРС.

Вероятность энерго-временного контакта с излучением только одной УПР при одновременной работе всех УПР ПРС:

^P 1nэ ^=P пэо ^P 1n ^{.                  (6)}

Время, необходимое для однократного анализа

разведуемого диапазона частот определим как

2ΔF

Т =--- p1

1

min ⎠ k ^,

где С min – минимальная из используемых в ПРС скоростей передаче информации, k – количество приемников, установленных в РРТР, ∆F – диапазон частот разведки.

Время обнаружения излучения одной УПР

T    ТрЛ (1 - Ртр )

упр ln (1 - Рпэ ) ,

где Р _тр = 0,9 - требуемая вероятность достижения энерго-временного контакта при обнаружении УПР.

Вероятность вскрытия ПРС за время проведения разведки находится при использовании приближенной формулы Муавра-Лапласа:

Р =1-Ф прс

Т рр

^{N  P} 1nэ

^Т р ₁

( 1 - Р 1ПЭ ) Р 1пэ Т рр

Т р1

,

где Т _рр – время проведения разведки воздушным комплексом РРТР.

• 3.    Результаты оценки скрытности функционирования ПРС

В ходе эксперимента, проведенного на системе с использованием подвижных объектов, была осуществлена оценка разведзащищенности передачи сообщений в организованной пакетной радиосети узлом комплексного технического контроля (УКТК) с целью выявления эффективности управления подразделениями. Оценка проведена на РЭС, выполняющих функции специально выделенного ретрансляционного ресурса пакетной сети. Проверка показала:

• -    передача пакета со скоростью 1,2 Кбит/с, имеющего информационную часть, может варьироваться от 50 мс до 1,5 с в зависимости от объема информационной части;

• -    регистрационное оборудование стационарного УКТК определило факт излучения на частоте 46,200 МГц с длительностью от 100 мс;

• -    накопленные и проанализированные данные по источникам излучений не позволили идентифицировать средства связи и информационную составляющую сигнала;

• -    мероприятия по поиску РЭС, работающих в пакетном режиме с использованием мобильного комплекса технического контроля (МКТК–1), позволили с высокой достоверностью сформировать пеленги и определить местоположение источника с среднеквадратическим отклонением 300 м (см. рис. 1).

Рис.1. Интерфейс специального программного обеспечения оборудования пеленгации МКТК-1

Эксперимент позволил сформировать следующие выводы.

Комплекс программных и аппаратных средств МКТК–1 позволяет осуществить оценку скрытности РЭС ПРС, развернутых на мобильных объектах. При этом требуется доработка специализированной терминальной оболочки для учета изменения маршрута прохождения информации с основного на обходные и отображения исключаемых из маршрутов РЭС как неисправные, что позволит снизить потребность в проведении радиопоиска действующих объектов управления за счет возможности постоянного мониторинга РЭС подвижных формирований. Оборудование стационарного и мобильного комплекса технического контроля выявляет факт работы РЭС, однако для определения характеристик сигнала, его информационной составляющей требуется значительное время на накопление информации и ее анализ.

При средней интенсивности излучения пакетов 0,1 пак/окно, ПРС подвержена вскрытию за время 0,79 и 1,2 ч при скорости передачи информации 1,2 и 19,2 Кбит/с. При этом вскрытие одной УПР за время 163 и 256 с, позволяет определить несущую частоту с точностью и организовать радиоэлектронное подавление ПРС.

При средней интенсивности излучения пакетов 0,15 пак/окно, ПРС подвержена вскрытию за время 2,8 ч, при скорости передачи информации 1,2 кБ/с с вероятностью 0,99, при скорости передачи 19,2 кБ/с, вероятность вскрытия уменьшается до 0,84 и требует больше времени, что связано с ограничением времени разведки.

Вероятность вскрытия ПРС, при средней интенсивности излучения пакетов 0,2 и 0,25 пак/окно, равна нулю (таблица 1). Нужно отметить, что при интенсивности 0,25 пак/окно время вскрытия одной УПР превышает время проведения разведки, поэтому возможность постановки прицельной по спектру помехи исключена.

Таблица 1. Экспериментальные данные

Р=100Вт	Средняя интенсивность излучения пакетов, пак/окно
	0.1		0.15		0.2		0.25
Скорость передачи информации, Кбит/с	1.2	19.2	1.2	19.2	1.2	19.2	1.2	19.2
Время вскрытия одной УПР, с	163	252	604	908	2673	3964	13952	20496
Вероятность вскрытия	1	1	0.99	0.84	0	0	0	0
Время вскрытия ПРС, ч	0.79	1.2	2.8	٭	٭	٭	٭	٭

٭ время вскрытия ПРС больше времени разведки.

• 4.    Заключение

Для обеспечения требований по скрытности в ПРС целесообразно поддерживать среднюю интенсивность излучения 0,25 пак/окно, использовать радиосредства УПР с выходной мощностью не более 100 Вт , применять скорость передачи информации 19,2 Кбит/с.